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本发明涉及一种二氧化硅空心纳米球、其制备方法及应用,所述的制备方法包括:(1)分别配制含正硅酸乙酯、氨水、纳米氧化硅浆料的无水乙醇溶液,依次得到溶液A、B、C;(2)将部分溶液A逐滴加入溶液B中,剧烈搅拌,得到第一混合液;将溶液C与剩余的部分溶液A以小于1ml/min的速度同时加入第一混合液中,缓慢搅拌,得到第二混合液;将剩余的溶液A加入第二混合液中,经离心、洗涤、干燥,即得。本发明方法具有方便快捷,产物形貌大小可控,不需要高温煅烧等优点,制备的材料不易碎,具有一定的橡胶补强效果,碎裂之后也能作为补强剂,可替代空心玻璃微珠,提升橡胶的力学性能及减小密度,适用于需要控制胶料密度的航空航天橡胶。